积极推动量子信息产业赋能高质量共建“一带一路”的思考与建议

侯胜东

量子信息产业是新一轮科技和产业变革的关键领域，已成为全球主要发达国家争夺的颠覆性未来产业制高点。作为高质量共建“一带一路”的前沿合作领域，量子计算、量子通信和量子测量三大核心产业具有广阔的潜在应用价值，对赋能高质量共建“一带一路”具有重要意义。近年来，我国量子信息科技已实现由跟跑、并跑到部分领跑，已形成具有后发优势的量子信息科技体系化能力。然而，作为科技前沿领域，我国量子信息产业仍处于起步阶段，在更好赋能高质量共建“一带一路”方面仍面临诸多困难，表现为多双边合作机制尚不完善、民用市场化应用场景有限、社会面产业发展生态不优。在高质量共建“一带一路”阶段，建议积极推动与重点国家强化政策和合作机制协同，加快量子信息技术与“五通”（政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通）融合发展，依托强大国内量子科技优势整合国际市场资源。

一、量子信息产业推动高质量共建“一带一路”具有重要意义

（一）加快数字技术与实体经济深度融合，加强互联互通融合力

在高质量共建“一带一路”阶段，量子信息产业可以充分发挥沿线各国海量数据和丰富应用场景优势，通过加速沿线共建国家实体经济与数字经济融合催生更多新产业新业态新模式。一是极大降低互联互通成本。与经典计算相比，量子计算通过量子纠缠、量子叠加可以实现更高算力性能提升。如中国科学院量子计算云平台拥有世界上最高性能的超导电路量子处理器“祖冲之号”，其在随机电路采样任务上达到了258万亿次每秒，比谷歌公司2019年宣布实现“量子霸权”的“悬铃木”快100亿倍以上。二是较大提升互联互通效率。通过更高算力，可以更高效解决人工智能、金融、物流、能源、交通等领域深度学习和算法组合优化等问题。三是创造互联互通新需求。从产业端看，量子信息产业中的芯片、算法、软件硬件协同、应用开发接口等众多细分环节均会出现新的产业需求。从消费端看，以量子科技带来的颠覆性技术创新将创造社会新需求，引领生产生活方式发生重大变化。

（二）促进前沿技术领域深度合作，提升科技创新影响力

作为前沿技术领域，量子信息产业具有探索性、先导性、前瞻性、引领性特征，超前布局量子信息产业有利于促进我国与“一带一路”沿线国家在该领域合作，提升科技创新影响力。近年来，“一带一路”沿线国家中的俄罗斯、新加坡等国家均在量子信息科技领域取得了一定突破，其中俄罗斯已实现16比特离子阱量子计算机，新加坡推出全球首个国家量子安全网络。就量子测量的投融资情况来看，2020年至2022年“一带一路”共建国家的中国、新加坡融资额占全球的比例分别为51.61%和6.45%。同时，部分沿线国家政府、科研机构、传统优势企业、互联网科技巨头等纷纷入局，竞相抢占量子科技制高点，积极布局量子信息技术产业。

（三）维护数据主权和数据安全，重塑国际竞合稳定力

数据主权和安全已成为加快推动世界百年未有之大变局加速演进的重要内容。一方面，以美国为代表的西方发达国家加紧推动数字霸权主义、帝国主义和殖民主义进程，其主要手段是通过平台系统、知识产权与数据库建设在世界范围内掠夺信息、知识和数据等数字资源，世界各国尤其是发展中国家的数据主权和安全的不稳定性显著增强；另一方面，以中国为代表的发展中国家数字经济活力日益增强，以量子信息为代表的新一代信息技术可以通过数字外交和交流合作构建国际数字环境，扩大相关领域的标准制定话语权，为实现数字主权和安全的包容性国际化提供更多支撑。

二、近年来我国量子科技领域已形成独特后发比较优势

（一）规划先行：政策支撑体系不断健全，顶层设计前瞻性优势明显

当前，我国在量子信息科技领域已经形成了相对健全的政策规划体系，顶层设计的前瞻性优势较为明显。国家层面，发展量子信息产业已上升为国家战略。“十三五”期间，科技部部署实施了“量子调控与量子信息”重点研发计划。“十四五”规划提出要实施部署科技创新2030—“量子通信与量子计算机”重大项目，加强量子科技基礎研究，积极推进量子科技产业化发展。地方层面，北京、上海、广东、安徽等22个省份围绕量子科技均已出台详细发展规划和指导意见，量子计算、量子通信、量子精密测量等重点细分产业布局正在加快推进。

（二）创新驱动：创新研发环境愈加完备，关键核心技术支撑不断夯实

从全球竞争来看，近年来我国量子科技活动正在加速，创新研发的环境体系更加完备，部分关键核心技术支撑能力不断夯实。投资方面，据2023年麦肯锡量子年报，我国政府的投资估计高达153亿美元，是欧盟政府投资（72亿美元）的两倍以上、美国政府投资（19亿美元）的八倍以上。创新方面，我国在所有技术领域都增加了QT专利，在全球QT专利总数中占一半以上。数据显示，2017年我国量子通信相关专利申请数量达141项，到2021年增至309项；2022年我国量子通信相关专利申请数量共195项。截至2023年7月，我国量子通信专利申请数量达49项。市场来看，2021年我国新增量子通信相关企业10944家，同比增长1181.5%；2022年我国新增量子通信相关企业13671家，同比增长24.9%。

（三）需求引导：多元应用场景日益丰富，重点沿线国家潜在合作空间广阔

量子计算在原子尺度直接模拟微观系统相互作用，可为物理、化学、材料、医药等领域带来全新探索工具。量子通信在军事、国防、政务、金融、电力等领域已实现应用。目前，我国是全球在量子密钥分发（以下简称QKD）网络基础设施建设中成果最多的国家。同时，随着QKD 相关技术标准的成熟，量子通信器件和终端设备将趋于小型化、移动化，量子通信网络应用服务将扩展到商业企业、互联网云服务、个人数据存储和信息消费等领域，催生更多的下游行业应用。据统计，2022年中国量子通信市场规模为709亿元，预计2023年中国量子通信市场规模将涨至805亿元。量子测量在科研、国防、能源、航空、医疗、交通等领域具有诸多应用场景，其中量子时钟源、量子磁力计、量子雷达、量子重力仪、量子陀螺、量子加速度计等量子传感器已在军事国防、生物医疗、航空航天、科学研究中得到一定应用。

三、现阶段我国量子信息产业拓展国际合作面临的主要问题

（一）多双边合作机制尚不完善，累积性后发比较优势有待激活

尽管我国已在部分量子信息技术领域取得世界领先水平，但上述我国累积性后发比较优势仍有待激活。首先，我国量子信息产业主要以国内部分地方政府主导为主，存在较为突出的“加拉帕戈斯”现象。其次，我国与“一带一路”共建沿线国家政府层面顶层规划和发展战略尚未形成有效对接，各国间 “数据孤岛”问题较为突出。再次，我国具有先发优势的领域，如基础研发、核心技术、场景应用等“走出去”尚缺乏具体平台载体和实施路径。最后，现有数据新型基础设施布局有待进一步优化，东数西算8大算力枢纽、10个国家数据中心集群主要集中在东部核心地区，而“一带一路”沿线各国区位联结较为紧密地区数据基础设施布局相对匮乏。

（二）民用市场化应用场景有限，核心领域产业化能力有待加强

从产业化与市场化布局上看，我国量子信息核心领域产业化能力相对落后，需求潜力巨大与有效需求不足并存。一方面，与欧美、日韩等发达地区和国家相比，我国量子信息领域优势主要集中在以高校科研院所为核心的基础研发和国防军事领域，而民用实用性技术拓展能力偏弱，产业链下游应用场景探索与产业培育尚处于起步阶段。另一方面，关键核心技术和关键零部件仍受到较大约束，产业链上游多数为美国、英国、德国、日本的企业，硅基芯片、光学技术、稀释制冷机、真空系统等核心关键零部件“卡脖子”问题凸出。同时，我国具有技术优势的超导量子领域软件系统较为匮乏。

（三）社会面产业发展生态不优，生产性服务保障水平有待提升

社会层面来看，我国量子信息产业赋能高质量共建“一带一路”的生态仍需改善。一是交流水平不够，社会大众的量子技术知识普及度不足，国际合作中民间科技交流相对较少。二是国家间跨学科、跨行业、跨组织的人才培养相对匮乏，与俄罗斯、新加坡等前沿共建国家的人才交流合作培训有待加强。三是社会资本投资热情不高。尽管我国量子领域投融资规模居全球前列，但对量子前沿领域的投入主要以政府和大型央企等国家资本力量为主，社会资本的投入相对有限。

四、量子信息产业赋能高质量共建“一带一路”的对策建议

（一）积极推动与重点国家政策及合作机制协同

一是加快推动量子信息产业国际合作。推动与俄罗斯、新加坡等重点沿线国家签订《量子信息产业协定》，增强中国企业在全球科技产业链中的节点影响力，并将强化我国量子科技在高质量共建“一带一路”的示范与辐射效应。二是推动成立“一带一路”量子信息技术产业联盟和量子信息行业联盟平台，促进各国政府管理部门、研究机构和产业公司深入交流与合作。提升我国行业用户、企业等在国际量子测量标准制定中的参与度，面向重点领域成立标准推进联盟，支持各国企业参与我国量子计算云平台。

（二）加快推动量子信息技术与“五通”融合发展

一是支持引导量子龙头企业参与海外投资建设项目。推动量子信息技术在多行业领域融合创新应用，联合生态合作伙伴构筑“量子+”產业生态。推动建立量子计算企业与气象、金融、石油化工、材料、生物医药、汽车交通等下游应用行业的合作平台与机制，设计专用量子模拟器，加快探索具有实际应用价值与量子优越性的实用案例。二是推动量子信息产业与政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通深度融合，提升我国量子信息产业在“五通”中的影响力。三是发挥我国大市场、多场景的优势，与沿线国家在金融、能源、化工、制药等行业广泛开展应用探索，加速创新成果迭代，鼓励产业链上下游企业、研发机构和用户单位以需求为导向，联合外资企业开展应用研究，协同推进产业发展。

（三）依托强大国内量子技术优势整合国际市场资源

一是推动我国已有先行优势重点城市与部分国家重点友好城市在量子信息产业中的深度合作，围绕人才、资金、管理、技术等要素强化协作。加强国内量子核心技术全生态链支持，依托国家实验室、大科学装置等，加强对关键性量子纠缠技术的布局和研发，打破基础研究与应用研究分界，推动量子技术基础研究工程化、产业化、小型化应用研究，全面推动量子测量领域原始创新和产业化进程。二是鼓励跨国公司、国外科研机构在我国建设量子计算研发测试中心，引导国内领军企业和研究机构积极开展国际合作，深度参与相关技术研究和产品研发工作。三是强化国际量子领域深度合作。通过“第三方市场合作”方式，推动与俄罗斯、新加坡等国家建立产业链供应链的联合投融资机制。四是超前布局边境省份量子重大基础设施，优化现有国家数据中心布局，重点支持新疆、云南、黑龙江等中西部省份探索建设量子数据中心节点。

（作者为国家发展改革委一带一路建设促进中心助理研究员）